大体积混凝土筏板基础施工总结

大体积混凝土筏板基础施工总结80年代以来，在全国大中城市相继建造出了一批高层建筑和高耸构筑物。这些建筑物的基础，大部分采用了大体积混凝土，以达到承受上部结构荷载及地下防水、防爆的目的。这些大体积混凝土具有以下特点：混凝土设计强度较高，单方混凝土用水泥量较多，水化热引起的混凝土内部温度较一般混凝土要高得多。混凝土结构断面内配筋较多，整体性要求较高。基础结构大多埋置在地下，虽然受外界温度变化影响较小，但长时间浸泡在潮湿、压力水较高的环境，要求抗渗性高。因此，如何控制混凝土内外温差和温度变形而造成的裂缝，提高混凝土的抗渗、抗裂和抗侵蚀性能，是建筑工程大体积混凝土施工质量中的一个关键问题。**医院病房***大楼工程地下一层，地上十六层，总高度68.4m。该工程基础类型同样选择了大体积混凝土筏板基础，基础长75m、宽31.5m、厚1.6m，混凝土强度C40，抗渗等级P8。在施工中，我们把以往工程的先进经验与该工程的实际情况相结合，在施工设计、施工技术、施工组织管理上，制定了一套较成功的施工方案，现作简单介绍如下：一、在施工设计上，为改善大体积混凝土的内外约束条件，提出了行之有效的措施。筏板基础75m长，31.5m宽，1.6m厚，为防止筏板基础超长引起的收缩裂缝，在平行于短边方向对称留设两条后浇带。在大体积混凝土下部，设计强度较低的水泥砂浆滑移层，防止大体积混凝土与地基或强度高的基层浇筑在一起，受温度影响而产生外部约束力，从而避免了由内外部约束应力导致的混凝土裂缝。掺入适量的微膨胀剂（UEA-D），使混凝土得到补偿收缩，减少混凝土受温度影响产生变形应力。二、在施工技术上，从选料、配合比设计、施工方法、测温、养护等采取一些综合性的措施，有效的克服了大体积混凝土的裂缝。选料⑴水泥尽量选用水化热低、安定性好的水泥，即矿渣水泥、火山灰质水泥、粉煤灰水泥、普通硅酸盐水泥等。并在满足设计要求的前提下，尽可能减少水泥用量，以降低水泥的水化热。水泥必须满足强度和安定性等要求，严禁使用安定性不合格的水泥。大体积混凝土工程量大，水泥用量多，水泥供应难以作到按施工要求的品种、标号一次进场，因此要加强水泥进场的检验和试配工作。⑵粗骨料采取连续级配或合理的掺配比例，其最大粒径不得大于钢筋净距的3/4。采用泵送混凝土时，为提高混凝土的可泵性和控制增加水泥用量，可参下表选用：泵送混凝土粗骨料最大粒径（mm）管道直径100125150碎石253040碎石不得含有有机杂质，其含泥量≤0.5%，质量应符合国家现行标准《普通混凝土用碎石或卵石质量标准及检验办法》JGJ53的规定。⑶细骨料选用中砂，含泥量≤2%，细度模数以2.6~2.8控制。细砂以0.3mm筛孔的通过率为15~30%，0.15mm筛孔的通过率为5~10%。骨料中不得含有有机杂质，质量应符合国家现行标准《普通混凝土用砂质量标准及检验办法》JGJ52的规定。⑷掺合料为减少水泥用量，掺入水泥用量的15%左右的粉煤灰取代水泥（通过试验确定）。粉煤灰质量应符合《用于水泥和混凝土中的粉煤灰》GB1596等的规定。其烧失量应≤8%，SO3应≤3%，SiO2应≥40%，并应对水泥无不良反应。⑸外加剂为满足和易性和减缓水泥早期水化热发热量，延长水泥初凝前的硬化时间，混凝土中掺入适量的缓凝型减水剂。为提高混凝土的抗渗性能，在混凝土中掺入适量UEA-D膨胀型防水剂（按设计要求）。⑹施工用水混凝土搅拌用水采用饮用水，采用其他水源时，水质应符合国家现行标准《混凝土拌合用水标准》JGJ63的规定。配合比设计⑴根据采用的材料通过试配确定，水灰比应≤0.6，砂率应控制在0.33~0.37（泵送时宜为0.4~0.45），塌落度应控制在3~5cm（现场搅拌混凝土）、14~16cm（泵送混凝土）。塌落度应通过调整砂率和掺用减水剂解决，严禁在现场随意加水以增大其塌落度。⑵配合比设计步骤按现行国家标准《普通混凝土配合比设计规程》JGJ55的有关规定，在满足设计要求的情况下，增大骨料、掺合料用量，减少水泥用量，降低水灰比，从而降低混凝土水化热。施工方法⑴混凝土的配制配制时严格掌握各种原材料的配合比，其重量允许误差为：水泥、外掺合料±2%；粗细骨料±3%；水、外加剂溶液±2%。混凝土的搅拌时间：自全部搅拌料装入搅拌筒内到卸料止，一般不小于1.5~2min。为降低混凝土搅拌温度，达到降低混凝土内部最高温度的效果，根据温度计算，在蓄水罐内加入适当的冰块来降低水温。⑵后浇带的留置与处理大体积混凝土施工中，合理的分块不仅可以减轻约束作用、缩小约束范围，同时也可利用浇筑块的层面进行散热，降低混凝土内部温度。并且可以满足绑扎钢筋、预埋螺栓、测温导线布设等工序的操作需要。后浇带的处理必须满足抗渗漏的要求，如设置钢板止水带等。后浇带应按设计要求留置，设计无要求时，间距一般应在30~50m,缝宽1m或根据大体积混凝土的厚度而定。后浇带具体浇筑时机，应根据后浇带的功能和设计要求而定。当筏板钢筋密集及钢筋规格较大，不宜弯折时，采用一次性投入的钢网，代替传统模板，封堵后浇带。在后浇带处筏板钢筋上预留洞口，以便封闭后浇带时，清理后浇带内杂物。在封闭后浇带前，应仔细将后浇带处混凝土面凿毛，并将钢筋按设计要求连接好。浇筑后浇带用补偿收缩混凝土（在混凝土中掺入膨胀剂），混凝土强度提高一个等级，将后浇带一次性浇灌密实。后浇带布设平面图（图1）⑶模板工程①大体积混凝土施工时，模板承受着混凝土的侧压力及振捣混凝土的振动力，因此必须保证模板及其支撑体系的可靠性，防止模板产生过大变形。对大体积混凝土的模板，不能完全用一般常规方法进行配置，而应根据实际受力情况，对模板、拉杆以及支撑系统的所有构件，都要进行设计计算，并取足够的安全储备。②筏板基础四周一般采用砖模。在浇筑混凝土前，在砖模内侧作好柔性防水及保护层，砖模外侧回填砂土与混凝土浇筑高度同步，回填夯实，以防砖模变形。③后浇带模板若采用常规的木模板或钢模板，不利于模板的拆除，且模板报废较大，特别是对钢筋密集的筏板基础尤其不适用。威海市立医院病房特检大楼工程使用钢板网＋钢丝网封堵，水平钢板止水带及横向、纵向和斜向短钢筋作为支撑体系的一次性投入支模法，达到较好的效果。后浇带钢网模大样（图2）图2⑷混凝土浇筑要点①混凝土施工路线布置对于面积大，厚度高的大体积混凝土施工应按后浇带分区施工。在每区内，按混凝土供应量及混凝土初凝时间，确定浇筑路线、浇筑时间及分层浇筑方法，采用分段分层法浇筑混凝土。混凝土浇筑路线平面（图3）②混凝土的浇筑a混凝土的浇筑采用“一个坡度，薄层浇筑，循序推进，一次到顶”的斜向分段分层法，上层混凝土必须在下层混凝土初凝前浇筑，且在混凝土初凝前的时间里，上层混凝土浇筑时间推迟越长，对混凝土的水化热量的散发（降低混凝土内部温度）越有利。斜向浇筑分层图（图4）b对于剪力墙等结构上泛部位混凝土浇筑时机，应选择该处筏板混凝土初凝前一刻。为避免泵送产生的冲击荷载的影响，混凝土采用塔吊运输入模，以确保该处混凝土浇筑密实。c混凝土应采用机械振捣，振捣棒的操作，要做到“快插慢拔”。在振捣过程中，宜将振捣棒上下略有抽动，以使上下振捣均匀。每次振捣时间一般以20~30s为宜，还应视混凝土表面呈水平不再显著下沉、不再出现气泡、表面泛出灰浆为准。分层振捣时，振捣棒插入下层5cm左右，以消除两层间的接缝。振捣时要防止振动模板，并应尽量避免碰撞钢筋、管道预埋件及测温导线等。同时采用二次振捣法，增加混凝土的密实度,提高抗裂能力，使上下两层混凝土在初凝前结合良好。d每振捣完一段应及时用铁锹摊平拍实，用木蟹抹平，在混凝土收水初凝前二次抹压，使初凝前出现的泌水沉降等开裂得到闭合。e混凝土采用分层浇筑，上下层施工的间隔时间较长（一般1.5~3h，即控制在初凝前），因此，各浇筑层易产生泌水层。采用泵送混凝土施工时，尤为严重。解决的办法是，在结构四周侧模开设排水孔，使多余的水分从孔中自然排走，或利用后浇带设计集水坑，将多余的水分集中后用水泵抽水排出。⑸测温点的布设及测温制度①测温点应合理布设，要有代表性和可比性。沿浇筑高度，应布设在底部、中部和表面，平面应布设在边缘与中间，测温点的布设，距边角和表面应大于50mm。测温采用JDC-2便携式电子测温仪，埋设导线测量，确保测温的准确度。测温导线探头位置应固定好，不得与钢筋接触，垂直测点间距一般为500~800mmm,平面测点间距一般为2.5~5m,也可根据工程实际情况决定。测温点布置（图5），导线布设大样图导线布设大样（图6）图6②测温制度在混凝土温度上升阶段每2~4h测一次，温度下降段每4~8h测一次，同时应测养护温度及大气温度。测温工作应由经过培训、责任心强的专人负责，测温记录应真实准确，应交技术负责人阅签，并作为对混凝土施工和质量的控制依据。在测温过程中，当发现温度差超过250C时，应及时加强保温或延缓拆除保温材料，以防止混凝土产生温度应力和裂缝。⑹混凝土的养护筏板混凝土的养护主要是达到保温、保湿的目的。保温是为了保持混凝土表面热量不致过快散失，减少混凝土表面温度梯度，防止产生表面裂缝；另则是充分发挥混凝土的潜力和材料的松弛特性，使混凝土的平均总温差所产生的拉应力小于混凝土的抗拉强度，防止产生贯穿裂缝。保温的作用是使尚在混凝土强度发展阶段，潮湿的条件可防止混凝土表面脱水而产生干缩裂缝。另外可使水泥的水化热顺利进行，提高混凝土的极限抗拉强度。目前较普遍的一种是用塑料薄膜＋草袋覆盖保温养护法。塑料薄膜作为封闭材料，来封闭混凝土中约75~80%的多余拌合水，使混凝土表面保持潮湿，以实现混凝土的自养护。薄膜铺设时必须保证严密，否则水分会散失很快，易导致混凝土由于干缩而裂缝。草袋起保温作用，提高混凝土的表面和四周的温度，减少混凝土的内外温差。通过热工计算，确定保温层的厚度，为混凝土的施工做好材料准备工作。混凝土拌合温度计算（18.070C）式中TC——混凝土拌合温度（0C）；W——混凝土组成材料重量（kg）；C——混凝土组成材料比热（J/kg·K）；Ti——混凝土组成材料温度（0C）；混凝土出罐温度计算（17.010C）式中TⅠ——混凝土出罐温度（0C）；Tc——混凝土拌合温度（0C）；Td——混凝土搅拌棚温度（0C）；混凝土浇筑温度计算（16.210C）式中Tj——混凝土浇筑温度（0C）；Tc——混凝土拌合温度（0C）；Tq——室外平均气温（0C）；A1、A2、A3、·····A11——温度损失系数；混凝土内最高绝热温升计算Tτ（85.550C）式中Q——每公斤水泥水化热量（KJ/kg）；W——每立方米混凝土中水泥用量（kg/m3）；c——混凝土的比热，计算时取0.97KJ/kg·K；ρ——混凝土的密度，取2400kg/m3；e、混凝土内部实际最高温度计算（59.840C）式中Tmax——混凝土内部最高温度（0C）；Tj——混凝土的浇筑温度（0C）；Tτ——τ龄期时混凝土的绝热温升（0C）；ξ——不同的浇筑块厚度、不同龄期时的降温系数；混凝土表面温度计算考虑大气温度120C情况下，采用0.3mm厚一道塑料布、两层2cm厚草袋覆盖养护。（42.50C）式中Tb(τ)——龄期为τ时，混凝土的表面温度（0C）；Tq_——龄期为τ时，大气的平均温度（0C）；H——混凝土的计算厚度（m），H=h+2h’；h——混凝土的实际厚度（m）；h’——混凝土的虚厚度（m），h’=Kλ/β；λ——混凝土的导热系数，取2.33W/m·K；K——计算折减系数，可取0.666；β——模板及保温层的传热系数（W/m2·K）;δi——各种保温材料的厚度（m）；λi——各种保温材料的导热系数（W/m·K）；βq——空气传热系数，可取23W/m2·K；ΔT(τ)——龄期为τ时，混凝土内最高温度与外界气温之差（0C）混凝土最高温度与养护温度之差为17.340C，小于250C，该措施可行。计算结果显示混凝土最高温度与表面温度、表面温度与大气温度之差超过250C时，必须采取相应的保温措施混凝土的养护自混凝土浇筑完12h内加塑料布及草袋覆盖，根据混凝土温度测量决定混凝土保温层的增减，当混凝土内外温差小于250C时可以逐渐拆除保温层，塑料膜应坚持到混凝土浇筑完的第14天。在养护期间内，若施工放线需要拆除部分保温层时，尽量仔细局部解除，待放线完毕，要重新铺设好。三、在施工组织管理上，为解决大体积混凝土一次浇筑量大的问题，在精心组织、协调指挥下，采用了集中搅拌、罐车运输、泵送混凝土等技术。筏板基础对混凝土整体性、抗渗性能要求较高，且施工缝较难处理。因此为提高整体性与抗渗性能，避免施工冷缝出现，在每区内尽量保证整体连续浇筑，一气呵成。混凝土使用量大，一般施工现场受场地及环境限制，搅拌及运输难以保证混凝土供应量，所以必须采用罐车运输商品混凝土，现场泵送。根据工程实际情况及混凝土初凝时间来确定混凝土供应量，或根据混凝土供应量来确定浇筑路线、浇筑方法、浇筑时间。为确保混凝土供应量，保证剪力墙等结构上泛部位混凝土浇筑质量，预防场外搅拌混凝土供应不及时，在现场另设置搅拌站，安排上料队伍，协助施工。同时要保证现场混凝土与商品混凝土原材料与配比的一致性。由于大体积混凝土